​數（shù）控（kòng）車削加工工藝及分（fèn）析

數控機床作為一種高（gāo）效率的設備，欲充分（fèn）發揮其高性能、高精度和高自動化（huà）的特點，除了必須掌握機床的性能、特點及操作方法外（wài），還應在編程前進行（háng）詳細的工藝分析和確定合理的加工工藝，以得到最優的加工（gōng）方案。

一、數控車削加工工藝的內（nèi）容

數控車削加工工藝是采用數（shù）控車床加工零件時所運（yùn）用的方法和技術（shù）手段的總和。其主要內容包括以下幾個方麵：

（一）選擇並確定零件的數控車削加工內容；

（二）對零件圖紙進行數（shù）控車削加（jiā）工工藝分析；

（三）工具、夾具的選擇和調整設計；

（四）工序、工步的設計；

（五）加工軌（guǐ）跡（jì）的計算（suàn）和優化；

（六（liù））數控車削加（jiā）工程序的編（biān）寫、校驗與修改；

（七）首件試加工與現場問題（tí）的處理；

（八）編製數控加工工藝技術文件；總之，數控加工工藝（yì）內（nèi）容較多，有些與普通機床加工相似。

二、數控車削加（jiā）工工藝分析（xī）

工藝分析是（shì）數控車削加工的前（qián）期工藝準備工作。工藝製定得（dé）合理與否，對程序的編製、機床的加工效率（lǜ）和（hé）零件的加工精度都有（yǒu）重要影響。為了編製出一（yī）個合理的、實用的加工程序，要求編程者不僅要（yào）了解數控車床的工（gōng）作原理、性能特點及結構（gòu）。掌握編程語言及編程格式，還應熟練掌握工件加工工藝，確定（dìng）合理（lǐ）的切削用量、正確地選用刀具和工件（jiàn）裝夾方法（fǎ）。因（yīn）此，應遵循一（yī）般（bān）的工藝原則並（bìng）結合數控車（chē）床的特點，認真而詳細（xì）地進行數控車削加工工（gōng）藝分（fèn）析。其主要內容有：根據圖紙分析零件的加工要求（qiú）及其合理（lǐ）性；確定工件在數控車床上的裝夾方式；各（gè）表（biǎo）麵（miàn）的加工順序、刀具的進給路線以及刀（dāo）具、夾具和切削用量的選擇等。

（一）零件圖分析

零件圖分析是製定數控車削工藝（yì）的首要任務。主（zhǔ）要進行尺寸標注方法分析、輪廓（kuò）幾何要素分析以及精度（dù）和技術要求分析。此（cǐ）外還（hái）應（yīng）分（fèn）析零件結構和加工要求的合理性，選擇工藝（yì）基準。

1．尺寸標注方法分析

零件圖上的尺寸標注方法應（yīng）適應數控車床的加工（gōng）特（tè）點，以同（tóng）一基準（zhǔn）標注（zhù）尺寸或直接給出坐標尺寸。這種（zhǒng）標注方（fāng）法既便於編程，又有利於（yú）設計基準、工藝基準、測量基準和編程原點的統一（yī）。如果零件圖上（shàng）各方向的尺寸沒有（yǒu）統一的設計基準（zhǔn），可考慮在不影響零件精度的前（qián）提下選擇統一的工藝基準。計（jì）算轉化各尺寸，以簡化編（biān）程計算。

2．輪廓幾何要素分析

在手工編程時，要計算每個節點（diǎn）坐標。在自動編程時要對零件輪廓的所有幾何元素進行（háng）定義。因此在零件圖分析時，要分析幾何元素的給定條件（jiàn）是否充分。

3．精度和技術要求分析

對被加工零件的精度和（hé）技術進行分析，是零件工藝性分析的重要內容，隻有在分析零件尺寸精度和表麵粗糙度的（de）基礎上（shàng），才（cái）能正確合理地選擇（zé）加工（gōng）方法、裝夾方式、刀具及切削用量等（děng）。其主要內（nèi）容包括：分析精（jīng）度及各項技術要求是否齊全、是否合理；分（fèn）析本工序的數控車（chē）削加工精度能否達到圖紙要（yào）求，若達不到，允許采取其（qí）他加工方（fāng）式彌補時（shí），應給（gěi）後（hòu）續工序留有餘量；對圖紙上有位置精度要求的表麵（miàn），應保證在一次裝夾下完成；對表麵粗糙度要求較高的表麵，應采（cǎi）用恒線速度切（qiē）削（xuē）（注意：在車削端麵時，應限製主軸最（zuì）高轉（zhuǎn）速)。

（二）夾具和刀具的選擇

1．工件的裝夾與定位

數控車削加工中（zhōng）盡可能（néng）做（zuò）到一次裝夾後能加（jiā）工出全部或大部分代加工表（biǎo）麵，盡量減少裝夾（jiá）次數，以提高加工效（xiào）率（lǜ）、保證加工精（jīng）度。對（duì）於軸類零件，通常以零件自身的（de）外圓柱麵作定位基準；對於套類零件，則以內孔為定位基準。數控（kòng）車床夾具除了使用（yòng）通用的三爪自動定心卡盤、四爪卡盤、液壓、電動及氣動夾具外，還有多種通用性（xìng）較好的專用夾具。實際操作時應合理選（xuǎn）擇。金屬加工微信，內容不錯，值得關注。

2．刀具選擇（zé）

刀具的使用壽命除與刀具材（cái）料相關外，還與刀具的直徑有很大的關（guān）係。刀具直徑越大，能承受的切削用量也越大。所以在零件形狀允許的情（qíng）況下，采用盡可能大的刀具直徑是延長刀具壽命，提高生產率的有效措施（shī）。數控車削常用的刀具一般分為3類。即尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。

（1）尖形車刀。以直線形切削刃（rèn）為特征的車刀一般稱為尖形（xíng）車刀。其刀尖由直線性的主、副切削刃構成，如外圓偏刀、端麵車刀等。這類車（chē）刀加工零件時，零件的輪廓形狀主要由一（yī）個獨立的刀尖或一條直線形主（zhǔ）切削刃（rèn）位移後得到。

（2）圓弧（hú）形車刀。除可車（chē）削內外圓表麵外，特（tè）別適宜於車削各種光（guāng）滑連接的成型麵。其特征為：構成主切削刃的刀刃形狀為一圓度誤差或線輪廓誤差很小的圓弧，該（gāi）圓弧刃的每一點（diǎn）都是圓（yuán）弧形車刀（dāo）的刀尖，因此刀位點（diǎn）不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上。

（3）成型車刀（dāo）。即所加工零（líng）件的輪廓形狀完全由車刀刀（dāo）刃的形狀和尺寸（cùn）決定。數控（kòng）車削加工中，常用（yòng）的成型車刀有小半（bàn）徑圓弧車刀、車槽刀（dāo）和螺紋車刀等。為了減少換刀（dāo）時間和方（fāng）便對刀，便於（yú）實現機械加工（gōng）的標準化。數（shù）控車削加工中，應盡量采用（yòng）機（jī）夾可轉位式車（chē）刀。

（三）切削用量（liàng）選（xuǎn）擇

數控車削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主軸轉速S（或切削速（sù）度υ）及進給速度F（或進給量f ）。

切削用量的選擇原則，合理選用切削用量（liàng）對提（tí）高數控（kòng）車床的加工質（zhì）量至關重要。確定數（shù）控車床的切削用量時一定要根據機（jī）床說明書中規定的要（yào）求，以及刀具的（de）耐用度（dù）去選擇，也可（kě）結合實際經驗采用（yòng）類比法來確定（dìng）。一般的選擇原則是：粗車時，首先考慮在機床剛度允許的情況下選擇盡可能大的背吃刀量ap；其次選擇較大的進給量f；最後再根據刀具允許（xǔ）的壽（shòu）命確定一個（gè）合適的切削速度υ。增大背吃刀量可減少（shǎo）走刀次（cì）數，提高加工效率，增大進給量有利於斷屑。精車時，應著（zhe）重考慮如何（hé）保證加工質量，並在（zài）此基礎上盡量提高加工效率（lǜ），因此宜選用較小的背吃刀量和進給量，盡可能地提高加工速度。主軸轉速S(r/min)可根據（jù）切削速度υ(mm/min)由公式 S=υ1000／πD(D為工件或刀／具直徑 mm)計算得出，也可（kě）以查表或根據（jù）實踐經驗確定。

（四）劃分工序及擬定加工（gōng）順序

1．工序劃分的原則

在數控車床上加工零（líng）件（jiàn），常用的（de）工序的劃分原則有兩種。

（1）保持精度原則。工序一般要求盡可能地（dì）集中，粗、精加工通常會在一次裝夾中全（quán）部完成。

為減少熱變形和切削（xuē）力變形對工件的形狀、位置精度、尺寸精度和表麵（miàn）粗糙度的影響，則應將粗、精加工分開進行。

（2）提高生產效（xiào）率原則。為減少換（huàn）刀（dāo）次數，節省換刀時間，提高生產效（xiào）率，應將需要用同一把刀加（jiā）工的加工部位都完成後，再換另一把刀來加（jiā）工其他部位，同時應盡量減少空行程。

2．確定加工順序（xù）

製定加工順序一般遵循（xún）下列原則：

（1）先（xiān）粗後精。按照粗車半精車精車的順序（xù）進行，逐步提高（gāo）加工精度（dù）。

（2）先近後遠（yuǎn）。離（lí）對刀點近的部位先加工，離對刀點遠的部位後加工，以便縮短刀具移動（dòng）距離，減少空行程（chéng）時間（jiān）。此外，先近後遠車削（xuē）還有利於保持坯（pī）件或半成品的剛性，改善其切（qiē）削條件。

（3）內外交叉。對既有內（nèi）表麵又有外表麵需加工的零件，應先進（jìn）行內外表麵的粗（cū）加工，後進行內外表麵的精加工。

（4）基麵先行。用作精基（jī）準的表麵應優（yōu）先加工出來，定位基準的表麵越精確，裝夾誤差越（yuè）小。